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摘要：10kV配电线路是电力系统中一个非常关键的组成部分，与人们的日常生活密切相关，做好10kV城市配电网的建设以及相应的电气设计，保证配网的稳定可靠运行，对于城市的运营和发展意义重大。本文从10kV配网面临的新环境出发，对配网建设与电气设计进行了简单分析。
关键词：10kV配电网；建设；电气设计
1 引言
最近几年，伴随着社会经济的高速发展，无论是工业生产还是人们的日常生活，对于电力的需求都呈现出了飞速增长的态势，在这种情况下，现有的配网系统暴露出许多的不足和问题，如设备维护不合理、更新换代缓慢、老化严重、带病运行等，严重影响了配网运行的稳定性、可靠性和安全性。10kV配网作为电力系统的重要组成部分，直接面对电力用户，影响着用户的用电体验。城乡一体化进程的加快，使得城市的新城建设以及旧城改造工程方兴未艾，对于10kV配电网的运行也提出了许多新的要求，在这种情况下，如何做好配电网的建设以及电气设计工作，在充分满足国家相关标准的同时，保证技术的先进性、经济的合理性、设备的安全性以及运行的可靠性，是电力企业需要深入研究的课题[1]。
2 10kV配电网建设与电气设计
2.1保护电气选择
2.1.1保护动作基本要求
在发生故障时，末级保护电器必须能够瞬时完成对于故障电路的识别和切断，如果上一级保护采用的是断路器，则应该在本级保护中设置相应的短延时脱扣，对整定电流以及延长时间进行适当的调整，确保下级保护首先动作。如果上级保护采用的是熔断器保护，则需要保证反时限特性的相互配合，结合过电流的选择比来强化保护的效果。在配电系统的一二级之间，保护电气的动作应该具备选择性，配合选择型保护电气，实现对于重要负荷的有效保护，对于一些不太重要的负荷，可以采用无选择性切断。如果上下级断路器保护距离过近，则出线端预期短路电流的差别会很小，在这种情况下，应该选择带有短延时脱扣器的断路器，通过延时来确保保护的选择性。
2.1.2保护电器级间配合
就目前而言，在10kV配网电气设计中，变压器的低压侧出线总开关可以选择短路瞬时保护及过载长延时保护，母线联络开关同样选择这样的形式，比较常见的是利用MT或者MV开关，配额和Micrologic2.0控制单元。低压馈线开关则选择短路瞬时、短路短延时以及过载长延时保护，如NS开关。而从保护电器本身选择性动作的要求出发，上述保护配置并不能完全满足上下级选择性保护的需要。对此，应该确保变压器低压侧出线开关选择短路短延时及过载长延时保护，母线联络开关同样选择短路短延时及过载长延时保护。在第一级和第二级短路延时之间应该存在级差时间，一般在0.1-0.2s左右，能够有效避免预期短路电流相似导致的三开关全部动作，低压母线断电的情况，从而实现不同保护的级间配合[2]。
2.2开关定值整定
变压器低压侧出线总开关能够提供变压器和低压母线保护，使得其能够在允许的运行范围内工作，保障其运行安全。变压器允许的过负荷倍数如表1所示，以Micrologic2.0为例。想要确保变压器的稳定可靠运行，必须保证变压器允许过负荷倍数和时间与断路器脱扣曲线相互适应，换言之，如果变压器过负荷运行，需要在允许时间内，实现脱扣器的可靠脱扣，从而完成断路器跳开，保护变压器的安全。家丁边缘器低压侧额定电流为Ie，则断路器的长延时整定值Ir可以通过相应的公式计算，有Ir=Kd·Ie，这里的Kd表示可靠系数。变压器的低压侧实际电流I=Kf·Ie，Kf表示变压器的过负荷倍数。结合相应的脱口曲线分析，当I/Ir＜1.05时，则脱扣器无法实现可靠脱扣。因此，想要实现脱扣器可靠脱扣，提升设备运行质量。必须保证I/Ir＞1.05，由I/Ir=Kf/Kd，则Kf/Kd＞1.05，随着电流I的增大，脱扣时间会逐渐减小[3]。
表1 变压器允许过负荷参数
结合表1的相关数据分析，在保证脱扣可靠性的前提下，油浸变压器低压侧断路器的长延时整定值可靠系数必须在1.23以下，一般情况下取值为1.2，与有关技术规范一致；干式变压器低压侧断路器的长延时整定值可靠系数必须在1.14以下，一般情况下取值为1.1.经过相应的计算，可以得到不同容量干式变压器低压侧断路器长延时的整定值：当变压器容量为400kVA时，长延时整定值为630A；当变压器容量为630kVA时，长延时整定值为1000A；当变压器容量为1000kVA时，长延时整定值为1600A。
2.3开关能力选择
2.3.1短路电流计算
考虑到电力系统的相关参数及时准确的获得，这里将变压器高压侧的容量设定为无限大，在其低压侧出口位置，短路电流的相关计算公式为：
结合得到的公式，能够对常用变压器低压侧短路电流的数值进行计算。例如，当变压器本身额定容量为400，短路阻抗百分数为4时，低压侧短路电流为14.4kA；当变压器本身额定容量为800，短路阻抗百分数为6时，低压侧短路电流为19.2kA[4]。
2.3.2分断能力选择
依照上述计算结果对开关的分断能力进行选择，确保其不小于短路电流值，同时必须关注开关在故障隔离中的可靠性以及本身的使用寿命。考虑10kV配网的运行需求，以1.254倍短路电流作为基准，设定开关的额分段能力不小于31.25IK，这样，可以利用开关80%的分断能力来实现保护功能，能够有效延长开关的使用寿命。
2.4电容补偿装置
一是选择，从可靠性分析，应该选择三角形接法，确保即使出现某相故障，也能够保证断相补偿。而从经济性分析，当电容器的电容量相同时，三角形接法能够提供的补偿容量较星形接法高出2倍，因此，应该选择三角形接法；二是保护，依照有关规定，电容补偿装置的开关和导线在运行中，长期允许电流不能低于电容器额定电流的1.5倍，需要做好相应的计算工作，保证并联抵押电容补偿装置的运行安全[5]。
3 结语
总而言之，10kV配网与人们的生活密切相关，做好配网建设以及相应的电气设计非常重要，影响着电力系统的稳定可靠运行。在电网建设过程中，应该立足时代发展的需求，引入先进的技术和设备，提升设计的深度，推动电力系统的健康发展，为我国经济社会的建设提供良好的保障。
参考文献：
[1]于晓丽.浅谈10kV配电网的规划设计[J].电源技术应用,2013,(9):243.
[2]王伊明.10kV配电网工程建设与实施要点分析[J].电子制作,2014,(10x):145.
[3]叶成刚.城市配电网自动化建设设计研究[J].科技致富向导,2011,(35):89.
[4]林毅强.浅谈10kV城市配电网建设与电气设计[J].建材与装饰旬刊,2011,(2):155-156.
[5]何深强.浅谈10kV我国城市配电网建设与电气设计[J].大科技：科技天地,2011,(17):204-205.
论文作者:陈松春
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：变压器论文; 低压论文; 电流论文; 断路器论文; 电气设计论文; 配电网论文; 可靠论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;